[发明专利]一种环型薄壁零件电解加工阴极及其设计方法

权利要求书

1.一种环型薄壁零件电解加工阴极，其特征在于，包括多个阴极结构，每个阴极结构对应一个加工区域，每个阴极结构都包括：分流水箱、阴极主体、绝缘电极框、上绝缘板、下绝缘板、左金属板和右金属板，所述阴极主体的后端与分流水箱连接，阴极主体的后端设有凸台，所述绝缘电极框套设在凸台外部，所述上绝缘板、下绝缘板、左金属板和右金属板分别对应固定在阴极主体的前端的上、下、左和右侧；所述分流水箱上设有多个进水通道和多个出水通道，进水通道沿竖直方向贯穿分流水箱，进水通道连接电解液管路，出水通道沿水平方向布置，出水通道一端连通进水通道，另一端贯穿所述分流水箱与阴极主体接触的阴极连接面；阴极主体上设有与出水通道对接的进水孔，所述阴极主体的型面上设有多条出液缝，进水孔的另一端连通阴极主体的型面上的出液缝。

2.如权利要求1所述的环型薄壁零件电解加工阴极，其特征在于，多条出液缝沿水平方向设置，多条出液缝相互平行且均匀分布；出液缝的宽度为0.2mm-0.8mm，进水孔的直径大于出液缝的宽度。

3.如权利要求1所述的环型薄壁零件电解加工阴极，其特征在于，布置在同一列上的出水通道连通同一条进水通道，布置在同一行上的出水通道连通同一条出液缝；进水通道的直径等于电解液管路的直径。

4.如权利要求1所述的环型薄壁零件电解加工阴极，其特征在于，所述分流水箱的阴极连接面上设有多个密封圈安装槽，同一列上的出水通道的出口端位于同一个密封圈安装槽内，密封圈安装槽中安装密封圈。

5.如权利要求1所述的环型薄壁零件电解加工阴极，其特征在于，所述分流水箱的阴极连接面保证高于0.02mm的平面度。

6.一种如权利要求1至5任意一项所述的环型薄壁零件电解加工阴极的设计方法，其特征在于，包括：

步骤1：根据环型薄壁零件的特征分布和具体尺寸，对零件设计模型进行加工区域分度划分，确定每个加工区域对应的阴极主体的加工部位和工位角度；

步骤2：利用电解加工平衡间隙公式，计算阴极主体的主要加工面和侧面的平衡间隙，用来确定阴极主体的轮廓线和对应弧度角；

步骤3：设计阴极主体的型面上的出液缝和阴极主体内部的进水孔，在型面拐角处也设有出液缝；

步骤4：设计分流水箱内的多个进水通道和多个出水通道，并在分流水箱与阴极主体接触的阴极连接面上设置密封圈安装槽；

步骤5：在阴极主体的前端的上、下、左和右侧面设置密封及绝缘挡板，获得阴极结构加工模型；

步骤6：仿真验证加工模型，对阴极主体内部电解液流速情况和阴极型面区域的流速情况进行模拟，通过调整出液缝的数量、间距和宽度对阴极结构加工模型进行优化。

7.如权利要求6所述的环型薄壁零件电解加工阴极的设计方法，其特征在于，所述步骤2具体为：

利用计算机三维制图软件提取零件设计模型的截面线，并利用电解加工平衡间隙公式，对设计模型进行向内偏置相应的n数值，得到阴极主体的截面线，并根据加工区域分度划分，得到阴极主体的外轮廓实体。

8.如权利要求6所述的环型薄壁零件电解加工阴极的设计方法，其特征在于，所述步骤3具体为：

出液缝的宽度为0.2mm～0.8mm，出液缝采用横向贯通的方式,根据出液体缝宽度设计进水孔的直径，对于环形薄壁零件表面含有凸岛时，将凸岛特征垂直投影进给速度方向，扩大轮廓线0.5mm～3mm。

9.如权利要求6所述的环型薄壁零件电解加工阴极的设计方法，其特征在于，所述步骤4具体为：

布置在同一列上的出水通道连通同一条进水通道，布置在同一行上的出水通道连通同一条出液缝；进水通道的直径等于电解液管路的直径；同一列上的出水通道的出口端位于同一个密封圈安装槽内，密封圈安装槽中安装密封圈；分流水箱的阴极连接面保证高于0.02mm的平面度。

10.如权利要求6所述的环型薄壁零件电解加工阴极的设计方法，其特征在于，所述步骤6中如果存在阴极型面区域流速不均匀的情况，通过增加出液缝的数量、减少出液缝的间距或增加出液缝的宽度进行优化，以免局部电解液流速过低。